七、钛酸锂水合物电池技术

据外媒报道，清华大学、麻省理工学院及阿贡国家实验室共同发现了一系列全新的钛酸锂水合物，相较于Li2O–TiO2材料，其电化学性能较好。该物质应用于超长循环寿命且高倍率性能的锂离子电池，有效拓展了储能材料的研究范围，并提供了电极材料改性的新思路。

图片来源greencarcongress．com

在35℃试验温度下，全新的钛酸锂水合物的比容量约为130mA·h/g，可在100秒内完全充满电并实现10000次充放电过程，每个充放电周期容量衰减为0．001％。据该团队透露，其发现了上述钛酸锂水合物，并优化了脱水纳米结构。

阿贡国家实验室电池科研人员指出，大多数情况下，对于非水锂离子电池而言，水是不利的物质。然而，对该款电池材料而言，结果却截然相反。

该研究团队采用各类先进的表征技术使材料受热，从而追踪器复合物及结构变化，如：X射线衍射。该技术由阿贡国家实验室旗下的先进光子源提供。

当分析综合表征特性时，该团队提升了材料的结构多样性并采用了纳米结构，其阳极材料捕获水可提升电池性能。

【OFweek视角】

水在自然界内可谓无处不在，也是化学合成所需的常见原材料。该研究所采用的方法或将为探寻其他高性能电极材料开启新的大门，给更多的研究机构尝试不同材料提供了新的思路。

八、锰基钠离子电池技术

美国德克萨斯大学达拉斯分校与韩国首尔国立大学采用锰基钠离子材料共同研发出一款全新电池。该锰基钠离子材料材料或将降低电池成本，且生态环保性更佳，所制成的电池可供电动车使用。

随着制造商、用户对电动车需求的不断提升，锂电池产量很可能难以为继，无法满足不断增长的产品需求。据国际能源署（International Energy Agency）新近发布的报告显示，截止至2020年，全球电动车数量或将达到900万-2000万辆；截止至2025年，全球电动车数量或将达到4000万辆至7000万辆，届时电动车的实际数量视相关国家政策而定。

若采用钠材料，则有望减少电动车的电池成本，因为钠的价格相对较便宜，且储量富足，不过也同样存在一些弊端。

尽管钠离子电池的价格比锂离子电池便宜，但钠的能量密度要比锂低20%。而电池的能量密度则直接决定了电动车等设备的运行时间。

根据研究团队的设计，他们采用钠取代了阳极内占比最大的材料——锂，并用锰取代价格更为昂贵、储量更为稀缺的钴和镍。

他们宣称，自己研发设计的钠离子材料更为稳定，其电池容量可媲美锂离子电池，且该类电池具有可扩展性。为此，我们希望业内能采用这类新材料，并逐步实现商业化量产。”

基于对其他实验材料的物理特性及化学特性的深入研究，该研究团队采用了合理的原材料配比并攻克了上述技术难题。他们先采用了计算机模拟，进而测定了电池达到最佳性能时各原子的配置，然后在实验室内进行了大量的材料测试直至研发成功。

【OFweek视角】

电池成本是个亟待解决的实质性问题之一，采用更廉价的锰基钠离子材料有望减少电动车的电池成本。尤其是在如今碳酸锂的储量不断减少，价格一路上涨的情况下，如何降低电池的材料成本，显得尤为重要。但能量密度降低的事实让人不得不正视。那么，面对这个问题，厂商是选择降成本还是降能量密度？或许锂电厂商选择期盼开发出成本低且能量密度的更高的材料。一旦这样的材料研发成功，将带来锂电行业的颠覆性变革。